CN103752548B - 一种自动化绝缘子盐密在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化绝缘子盐密在线检测装置，包括采样绝缘子和置于机箱内部的清洗臂机构，开合式密封罩和盐密测量仪，采样绝缘子悬挂在电力设备上，由于采样绝缘子所处的工况和运行中的绝缘子相同，因此采样绝缘子的污秽状态可以由采样绝缘子表征，不使用时，采样绝缘子悬挂于盐密在线检测装置机箱外部，清洗臂机构密封于开合式密封罩内，需要测量时，采样绝缘子上升进入机箱内，清洗臂机构移出开合式密封罩，对采样绝缘子进行自动清洗作业，收集清洗污液即可由盐密测量仪测量出盐密数值。本发明的盐密在线检测装置使用方便，自动化程度高，适用于对绝缘子盐密的全天候自动测量，准确反映绝缘子的积污状态，为电网安全运行提供数据支撑。

Description

一种自动化绝缘子盐密在线检测装置

技术领域

本发明涉及一种自动化绝缘子盐密在线检测装置，属于电力设备领域。

技术背景

迄今为止，国内外已对绝缘子污闪开展了大量的研究工作，我国还全面开展了电网污区分布图的绘制工作，制定了一系列防污闪技术的规范，并在20世纪90年代完成了3次不同程度的输变电设备，特别是输电线路爬距的调整。

尽管如此，改革开放以来，我国经济快速发展，但由于对环境保护的不重视，工农业污染十分严重，导致环境急剧恶化，污闪事故并未从电网中完全消失，较大规模区域性的污闪事故日益频繁发生，由污秽引起的绝缘闪络事故目前在电网总事故中已占第二位，仅次于雷害事故，所造成的损失接近雷害事故的10倍。

近年来，尽管采取了定期清洗、采用大爬距绝缘子、选择自洁性好的绝缘子、合成绝缘子和使用RTV涂料等防止污秽闪络的措施，使500kV、220kV架空输电线路绝缘子污闪事故率得到了较好的控制，但还是无法避免，严重影响电网的安全稳定运行。可见，依靠大规模人工清扫建立起来的输变电设备外绝缘配置无法满足现代化大电网安全运行的需要，难以杜绝大面积污闪事故的发生。

输电线路外绝缘特性对线路的安全运行具有重大影响，输电线路外绝缘配置的一个重要依据就是外绝缘在污秽状态下的绝缘水平，污秽物质的化学成分是影响绝缘污秽耐受能力的关键，现场污秽度是导致污闪事故发生的主要原因。因此，现场污秽度的测量对输电线路安全运行具有极其重要的作用。长期以来，运行部门及试验研究人员一直不断地开展污秽测量和研究，其目的包括三个方面：一是掌握绝缘子的污秽程度，以确定它是否能承受各种不利因素的影响，如果污秽物达到或者超过临界水平，就需要考虑采取措施，以保证电力系统的安全运行；二是测量该地区的污秽程度，可以对该地区的污秽对绝缘子绝缘性能的影响做出判断，划分污秽等级，绘出污区分布图，用于检验现有绝缘配置水平是否适当，为新建输电线路的绝缘水平设计提供可靠依据；三是对不同气象条件下的污秽度监测，得出该地区的积污规律。因此，如何准确测量现场饱和污秽度，及时反映现场污秽水平，为线路运维提供指导具有重要意义。目前污秽测量仍然采用传统人工方式，每年取零挂绝缘子进行盐密、灰密测量，该方式耗费的人力、物力巨大，给电网运行人员带来巨大的工作强度，且取样时容易造成污秽损失较大，往往数据结果存在偏差，因此亟需开展污秽在线监测技术研究，实现污秽的动态测量，及时反映当前污染程度，滚动修订污区分布图，保障电网安全稳定运行。

目前国外在污秽监测方面未有大的研究成果，主要因为国外空气环境情况良好，国内在污秽监测方面研究成果主要有泄漏电流法和光纤测量法，第一种方法测量误差大，且与环境气候关系大，目前还未能给电网生产提供有效的指导作用，第二种由于光纤积污特性与绝缘子有差异，因此测量误差偏差大。

公开号为CN103323497A的中国发明专利《电力绝缘子表面盐密检测装置》，公开日期2013年09月25日，提出了一种电力绝缘子盐密检测装置，其具体方案是将雨水收集起来，净化后导入清洗箱，由滑动底座把清洗箱拖动至绝缘子下方。之后，把绝缘子整体浸入清洗箱的水中，当绝缘子被清洗干净后，由箱内的盐密测量装置自动测量出盐密值。但此装置需要在地面装设导轨，由于高度限制，无法测量电力铁塔绝缘子的盐密，使用范围较小。

公开号为CN103175869A的中国发明专利《智能型绝缘子盐密在线监测装置》，公开日期为2013年6月26日，提出了一种盐密在线监测装置，其特征在于把电导传感器安装在绝缘子上，将电导传感器的测量数据汇总得到盐密数值。这种装置实际解决的是灰密数据传输问题，其对盐密的测量是采用干式测量法，相对于测量清洗绝缘子后的污液得到盐密的方法，精确度较差，且无法反映整个绝缘子的盐密状况。

公开号为CN103278540A的中国发明专利《一种对高压绝缘子等值盐密测量的方法》，公开日期2013年9月4日，提出了一种对等值盐密的测量方法，其特征在于把绝缘子表面划分为多个区域，每个区域任选一处作为测量点，根据多个测量点处的局部表面电导率，得到平均局部表面电导率，进而得到绝缘子的等值盐密值。此方法在对盐密测量时，需要将绝缘子从电力设备上取下，并且要用高压等离子放电枪消除测量点处的憎水性，过程较为繁琐复杂。另外，使用采样测量的方法得到的等值盐密，其精确度也不够高。

发明内容

本发明的自动化绝缘子盐密在线检测装置的基本原理是：在电力设备上装设一串与电网挂网运行设备上绝缘子规格相同的绝缘子串，此绝缘子只做盐密采样用，由于该串绝缘子和挂网运行中绝缘子所处的环境相同，盐密测量装置得到该采样绝缘子的盐密，便可得知运行中绝缘子的盐密和积污状况，反映对电网安全影响较大的可溶盐成分指标，为电网运行提供参考数据。

本发明所采用的技术方案如下：

一种自动化绝缘子盐密在线检测装置，包含机箱，采样绝缘子和置于机箱内部的清洗臂机构，开合式密封罩和盐密测量仪，所述采样绝缘子悬挂在采样绝缘子悬挂架上，所述采样绝缘子悬挂架与采样绝缘子竖直导轨相连，并且采样绝缘子悬挂架在电机的驱动下沿采样绝缘子竖直导轨上下运动，带动采样绝缘子移入或移出机箱；所述清洗臂机构由清洗臂、清洗臂竖直导轨、喷淋器、清洗毛刷和污液收集器构成，所述清洗臂安装在清洗臂竖直导轨上，在电机的驱动下沿清洗臂竖直导轨上下运动，所述清洗臂的端部安装有喷淋器，喷淋器的下方安装清洗毛刷，所述污液收集器与导流板相连，再通过连杆固定在清洗臂上；所述开合式密封罩内设有清洗臂水平导轨并延伸至开合式密封罩外，清洗臂竖直导轨安装在清洗臂水平导轨上，在电机驱动下沿清洗臂水平导轨水平运动，带动清洗臂机构移入或移出开合式密封罩；所述开合式密封罩内安装盐密测量仪，用于对收集到的污液进行盐密测量。

前述的清洗臂由活动关节构成，关节处设电机一，所述清洗臂在电机一的驱动下做弯曲动作，调整清洗毛刷和采样绝缘子伞裙表面的紧密程度。

前述的清洗臂上设电机二，所述电机二驱动清洗臂做360°任意角度的翻转动作，带动清洗毛刷至采样绝缘子上伞裙或下伞裙。

前述的采样绝缘子与电力设备运行中的绝缘子型号和结构一致，以保证盐密测量的等效性和准确性。

前述的清洗毛刷上设毛刷电机，所述毛刷电机驱动清洗毛刷旋转，进行清洗作业。

前所的述清洗毛刷与压力传感器相连，用于检测清洗毛刷和采样绝缘子伞裙间的压力。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）不需要将运行中的电力设备绝缘子拆下，自动清洗臂，可完全取代人工清洗作业，实现对盐密的自动化测量，在整个测量过程中不需人工参与，测量工作由装置独立完成，减少人工工作强度，且测量准确性高；

（2）使用范围广，既可以装设在一般电力设备上随时监测绝缘子的盐密度，也可装设在输电线路或变电站高压铁塔这种不易攀登的电力设备上，准确评估设备积污状态，提前防范电网污闪事故的发生；

（3）盐密测量是在对整个采样绝缘子的表面进行清洗后进行，与传统人工清洗方式相同，避免了由人工取样造成的污秽流失问题，测量精度较高，与挂网运行绝缘子污秽结果可等效。

附图说明

图1为本发明的盐密在线检测装置结构示意图；

图2为采样绝缘子的平时悬挂状态图；

图3为本发明盐密在线检测装置清洗采样绝缘子上伞裙示意图；

图4为本发明盐密在线检测装置清洗采样绝缘子下伞裙示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的盐密在线检测装置做进一步说明。

如图1所示，本发明的自动化绝缘子盐密在线检测装置，包含机箱2，采样绝缘子9和置于机箱2内部的清洗臂机构，开合式密封罩1和盐密测量仪12，

采样绝缘子9悬挂在采样绝缘子悬挂架3上，采样绝缘子悬挂架3与采样绝缘子竖直导轨11相连，并且采样绝缘子悬挂架3可以在电机的驱动下沿采样绝缘子竖直导轨11上下运动，带动采样绝缘子9移入或移出机箱2；使用时，在电力设备上，如高压输电线路或变电站，悬挂采样绝缘子9，由于采样绝缘子所处的工况与电力设备上运行中的绝缘子相同，其污损状况亦和运行中的绝缘子相同，因此，只要测量出采样绝缘子9的盐密值，便可以得到运行中的绝缘子盐密值，从而对电力设备绝缘子的污秽状况作出监测和评估。如图2所示，平时采样绝缘子9悬挂在盐密检测装置机箱2外，完全暴露在自然环境中，与电力设备上运行中的绝缘子所处工况相同。

清洗臂机构和盐密测量仪12位于开合式密封罩1内，以保持机构的清洁。当需要进行盐密测量时，采样绝缘子9由电机带动沿采样绝缘子竖直导轨11升入机箱2内。

清洗臂机构用于对采样绝缘子进行清洗并收集清洗下来的污液，由清洗臂5、清洗臂竖直导轨4、喷淋器6、清洗毛刷7和污液收集器8构成，其中，清洗臂5安装在清洗臂竖直导轨4上，在电机驱动下沿清洗臂竖直导轨4上下运动，清洗臂5的端部安装有喷淋器6，喷淋器6的下方安装清洗毛刷7，污液收集器8与导流板相连，再通过连杆固定在清洗臂5上。

开合式密封罩1内设有清洗臂水平导轨13并延伸至开合式密封罩1外，清洗臂竖直导轨4安装在清洗臂水平导轨13上，并且能够在电机驱动下沿清洗臂水平导轨13水平运动，带动清洗臂机构移入或移出开合式密封罩1；开合式密封罩1内安装盐密测量仪12，用于对收集到的污液进行盐密测量。

如图3所示，当需要对采样绝缘子的盐密进行测量时，采样绝缘子9由电机带动被采样绝缘子悬挂架3提升至盐密在线检测装置机箱2内部，待采样绝缘子9被提升至工作位时，清洗臂机构沿清洗臂水平导轨13从开合式密封罩1内滑出，清洗臂5先沿清洗臂竖直导轨4向上提升至采样绝缘子9最顶部绝缘子片上伞裙处，本发明的清洗臂5由活动关节构成，关节处设电机一14，清洗臂能够在电机一14的驱动下做弯曲动作，活动关节带动清洗毛刷7接触到采样绝缘子9上伞裙，清洗毛刷7与压力传感器相连，电机一14根据压力传感器检测到的清洗毛刷7和采样绝缘子伞裙间的压力值，调节清洗臂5的弯曲程度，进而调整清洗毛刷7和采样绝缘子上伞裙表面接触压力大小，使清洗毛刷7和采样绝缘子伞裙表面弧度相适应。清洗毛刷7从采样绝缘子伞裙的中心处开始进行清洗作业，故清洗毛刷7需要调整至伞裙近中心位置。当清洗臂5调整完毕后，喷淋器6喷出净化水，清洗毛刷7上设毛刷电机15，毛刷电机15驱动清洗毛刷7旋转，进行清洗作业，清洗完的污液经导流板流入污液收集器8。在清洗的过程中，采样绝缘子9在电机的驱动下做轴向旋转运动，以便清洗毛刷7能够清洗到上伞裙的整个表面。当上伞裙的表面的一个圆环区域被清洗完毕后，清洗臂竖直导轨在电机驱动下沿清洗臂水平导轨13向伞裙边沿运动一段距离后停止，运动完成后，调整清洗毛刷7和采样绝缘子上伞裙表面接触压力大小，然后再进行如前述的清洗作业。

本发明的清洗臂5上设电机二10，电机二10能够驱动清洗臂1做360°任意角度的翻转动作，带动清洗毛刷至采样绝缘子上伞裙或下伞裙。如图4所示，上伞裙的表面清洗完毕后，电机二10驱动清洗臂5旋转，带动清洗毛刷7至下伞裙处进行清洗作业，其清洗过程与上伞裙的清洗过程相同。

当采样绝缘子的第一片绝缘子（自上而下计数）清洗完毕后，清洗臂5由清洗臂竖直导轨4带动，下行至第二片绝缘子进行清洗作业，此时，清洗臂5的活动关节同样在电机一14的驱动下做弯曲动作，以便和第二片绝缘子伞裙表面弧度相适应；如此反复，直至整串绝缘子清洗完毕。

开合式密封罩1内安装了盐密测量仪12，当采样绝缘子整体清洗完毕后，盐密测量仪12伸入污液收集器8内，即可测量出采样绝缘子的盐密值。

开合式密封罩1还用于清洗臂机构不工作时的密封存放，保持清洗臂机构的干燥洁净；另外，开合式密封罩1同样对盐密测量仪12起到了保持清洁的作用。

如图1所示，本发明采用太阳能板和蓄电池组16为盐密在线检测装置提供直流电能，此供电装置通过电缆线与盐密在线检测装置相连。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种自动化绝缘子盐密在线检测装置，包含机箱，采样绝缘子和盐密测量仪，所述采样绝缘子悬挂在采样绝缘子悬挂架上，其特征在于，还包括置于机箱内部的清洗臂机构，开合式密封罩，所述采样绝缘子悬挂架与采样绝缘子竖直导轨相连，并且采样绝缘子悬挂架在电机的驱动下沿采样绝缘子竖直导轨上下运动，带动采样绝缘子移入或移出机箱；所述清洗臂机构由清洗臂、清洗臂竖直导轨、喷淋器、清洗毛刷和污液收集器构成，所述清洗臂安装在清洗臂竖直导轨上，在电机的驱动下沿清洗臂竖直导轨上下运动，所述清洗臂的端部安装有喷淋器，喷淋器的下方安装清洗毛刷，所述污液收集器与导流板相连，再通过连杆固定在清洗臂上；所述开合式密封罩内设有清洗臂水平导轨并延伸至开合式密封罩外，清洗臂竖直导轨安装在清洗臂水平导轨上，在电机驱动下沿清洗臂水平导轨水平运动，带动清洗臂机构移入或移出开合式密封罩；所述开合式密封罩内安装盐密测量仪，用于对收集到的污液进行盐密测量。

2.根据权利要求1所述的一种自动化绝缘子盐密在线检测装置，其特征在于，所述清洗臂由活动关节构成，关节处设电机一，所述清洗臂在电机一的驱动下做弯曲动作，调整清洗毛刷和采样绝缘子伞裙表面的紧密程度。

3.根据权利要求1所述的一种自动化绝缘子盐密在线检测装置，其特征在于，所述清洗臂上设电机二，所述电机二驱动清洗臂做360°任意角度的翻转动作，带动清洗毛刷至采样绝缘子上伞裙或下伞裙。

4.根据权利要求1所述的一种自动化绝缘子盐密在线检测装置，其特征在于，所述采样绝缘子与电力设备运行中的绝缘子型号和结构一致，以保证盐密测量的等效性和准确性。

5.根据权利要求1所述的一种自动化绝缘子盐密在线检测装置，其特征在于，所述清洗毛刷上设毛刷电机，所述毛刷电机驱动清洗毛刷旋转，进行清洗作业。

6.根据权利要求1所述的一种自动化绝缘子盐密在线检测装置，其特征在于，所述清洗毛刷与压力传感器相连，用于检测清洗毛刷和采样绝缘子伞裙间的压力。